探討5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

陳智

摘 要 隨著社會(huì)的發(fā)展以及科技水平的提高，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。物聯(lián)網(wǎng)是基于互聯(lián)網(wǎng)以及電信網(wǎng)的信息承載體，對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的要求較高，當(dāng)下的4G通信技術(shù)無(wú)法完全滿足物聯(lián)網(wǎng)的需求。而5G移動(dòng)通信技術(shù)的出現(xiàn)推動(dòng)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展、促進(jìn)了社會(huì)變革，因此本文將對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞 5G移動(dòng)通信技術(shù);物聯(lián)網(wǎng);融合

前言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的背景下，物聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信技術(shù)的融合為全世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了助力。相比于當(dāng)前的4G移動(dòng)通信技術(shù)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的傳輸速率更高，有利于提高物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用率，因此，研究5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代具有重要意義。

15G移動(dòng)通信技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)的概念

1.1 5G移動(dòng)通信技術(shù)的概念

5G移動(dòng)通信技術(shù)即第五代移動(dòng)通信技術(shù)，是對(duì)2G、3G、4G通信技術(shù)的延伸與發(fā)展，也是當(dāng)前最新一代的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)。和之前的2G、3G以及當(dāng)前的4G網(wǎng)絡(luò)相比，5G移動(dòng)通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率極高且網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間極低，可以有效滿足遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛的應(yīng)用（如圖1所示）[1]。同時(shí)，5G移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)容量非常大， 能夠同時(shí)連接千億設(shè)備，可滿足物聯(lián)網(wǎng)通信的需求。此外，5G移動(dòng)通信技術(shù)的移動(dòng)性較高、覆蓋面較廣、智能化水平也比較高，所以有效改善了用戶體驗(yàn)。5G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中包含多種關(guān)鍵技術(shù)，主要有超密集易構(gòu)網(wǎng)絡(luò)、自組織網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)、D2D通信、M2M通信以及信息中心網(wǎng)絡(luò)，在這些技術(shù)的支持下5G移動(dòng)通信技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。首先，5G移動(dòng)通信技術(shù)能夠應(yīng)用在車(chē)聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)駕駛領(lǐng)域當(dāng)中，促進(jìn)自動(dòng)駕駛汽車(chē)的發(fā)展。其次，5G移動(dòng)通信技術(shù)可應(yīng)用在外科手術(shù)當(dāng)中，提高手術(shù)效率。此外，5G移動(dòng)通信技術(shù)還可以應(yīng)用在智能電網(wǎng)當(dāng)中，促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的概念

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)就是能夠連接萬(wàn)物的互聯(lián)網(wǎng)，是一種基于互聯(lián)網(wǎng)與電信網(wǎng)的能夠在任意時(shí)間和任意地點(diǎn)將人、物、機(jī)連接起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)。新一代信息技術(shù)由多個(gè)部分構(gòu)成，其中就包括物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)這一概念最早是由比爾蓋茨提出來(lái)的，之后在2005年的WSIS（信息社會(huì)世界峰會(huì)）上正式提出了這一概念。整體感知、可靠傳輸以及智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的三大基本特征，主要是利用二維碼、射頻識(shí)別等設(shè)備獲得信息，然后利用網(wǎng)絡(luò)傳輸信息，最后再利用智能技術(shù)處理信息[2]。物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中含有射頻識(shí)別技術(shù)、傳感網(wǎng)、M2M系統(tǒng)框架以及云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)（如圖2所示），在工業(yè)、交通、安保、農(nóng)業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用廣泛，比如說(shuō)常見(jiàn)的ETC（高速自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)）就是物聯(lián)網(wǎng)在交通領(lǐng)域中的應(yīng)用，這都推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

25G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)通信技術(shù)需求

物聯(lián)網(wǎng)是利用互聯(lián)網(wǎng)及電信網(wǎng)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)，所以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求非常高。第一，只有完善的、效率高的、系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系才能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用需求。當(dāng)前廣泛應(yīng)用的4G網(wǎng)絡(luò)具有較廣的覆蓋面、完善的標(biāo)準(zhǔn)、健全的網(wǎng)絡(luò)體系，能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)的應(yīng)用與發(fā)展提供一定的支持，但是在諸多因素的影響下，4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率較低，無(wú)法讓物聯(lián)網(wǎng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。而5G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速率比4G網(wǎng)絡(luò)快100倍，所以實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合至關(guān)重要。第二，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了物物相連，萬(wàn)物萬(wàn)聯(lián)，其中包含大量的信息，一旦信息泄露就會(huì)造成嚴(yán)重影響，因此物聯(lián)網(wǎng)十分注重安全問(wèn)題，也對(duì)移動(dòng)通信技術(shù)的安全機(jī)制提出了更高的要求。4G網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制當(dāng)中還存在一些問(wèn)題，無(wú)法充分保障通信的安全性與穩(wěn)定性。5G網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制相對(duì)完善，所以安全性較高，穩(wěn)定性和可靠性也比4G網(wǎng)絡(luò)好很多，這就可以促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展。

2.2 5G移動(dòng)通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

（1）超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求較高，而5G移動(dòng)通信技術(shù)不僅網(wǎng)絡(luò)流量大、網(wǎng)絡(luò)速率高，還可確保網(wǎng)絡(luò)連接的可靠性和穩(wěn)定性，能夠?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)提供大力支持。和傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)不同，物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，連接的事物更多，和人們的日常生活息息相關(guān)，所以尤其強(qiáng)調(diào)安全性及可靠性。5G移動(dòng)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)流量比4G大1000倍，數(shù)據(jù)傳輸速率比4G快100倍，可以有效滿足物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用條件，使物聯(lián)網(wǎng)滲透在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。同時(shí)，5G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中具有超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠大幅度提高網(wǎng)絡(luò)的功率和頻譜效率，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的靈活性，減少外部干擾，為物聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。

（2）SDN/NFV技術(shù)的應(yīng)用

SDN（軟件定義網(wǎng)絡(luò)）以及NFV（網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化）等技術(shù)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的結(jié)合能夠有效提高移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)效率、降低移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的成本。SDN及NFV這兩種技術(shù)都能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化，將其應(yīng)用在5G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中可以創(chuàng)建一個(gè)新的含有基礎(chǔ)層、控制層與應(yīng)用層的通信架構(gòu)，優(yōu)化了5G網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)，促進(jìn)數(shù)據(jù)分離的實(shí)現(xiàn)，提升5G移動(dòng)通信技術(shù)的整體性能[3]。而數(shù)據(jù)分離在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中也占據(jù)著重要位置，可以為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供保障。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)較多，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分離傳輸，將5G移動(dòng)通信技術(shù)應(yīng)用在物聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中就可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬化、滿足物聯(lián)網(wǎng)不同的應(yīng)用需求。

（3）全頻段通信技術(shù)的應(yīng)用

工作頻段影響著移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的頻率使用率、傳輸效率以及網(wǎng)絡(luò)容量，傳統(tǒng)的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)使用的工作頻段都比較低，比如4G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的工作頻段為3GHz，這就導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的頻率使用率低，傳輸效率低、網(wǎng)絡(luò)容量小，無(wú)法更好地滿足移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信的需求。為了解決這一問(wèn)題，5G移動(dòng)通信技術(shù)當(dāng)中應(yīng)用了全頻段通信技術(shù)，主要工作頻段在28-100GHz范圍中，有效開(kāi)發(fā)了大量的頻譜資源，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)容量，提升了傳輸效率，提高了5G網(wǎng)絡(luò)的多元化、微型化水平[4]。5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的高頻技術(shù)尚未完善，還存在一定的缺陷，但是隨著信息技術(shù)的發(fā)展，這些問(wèn)題會(huì)一一得到解決，使得5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更能符合物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的需要。

2.3 5G移動(dòng)通信技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)的融合

從具體情況來(lái)看，5G移動(dòng)通信技術(shù)具有多重優(yōu)勢(shì)，不僅能夠提升網(wǎng)絡(luò)通信速率，還能夠有效為用戶提供更加穩(wěn)定可靠的網(wǎng)絡(luò)連接與網(wǎng)絡(luò)傳輸。隨著社會(huì)的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)會(huì)逐漸覆蓋更多行業(yè)，也會(huì)對(duì)通信技術(shù)提出更多的要求。在技術(shù)限制下，4G移動(dòng)通信技術(shù)還無(wú)法全面覆蓋所有的通信區(qū)域，也無(wú)法提高通信效率以及通信的安全性，所以會(huì)影響到物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行與發(fā)展。而5G移動(dòng)通信技術(shù)無(wú)論是數(shù)據(jù)傳輸速率還是通信可靠性都符合物聯(lián)網(wǎng)的要求，將二者相結(jié)合就可以讓物聯(lián)網(wǎng)充分借助5G移動(dòng)通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)自身的突破與發(fā)展，降低應(yīng)用成本，增加經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益[5]。

3結(jié)束語(yǔ)

目前，5G移動(dòng)通信技術(shù)雖然還不完善，但是已經(jīng)顯示出了傳輸速率快、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效滿足物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的需求，因此應(yīng)該加大對(duì)5G移動(dòng)通信技術(shù)的研究力度，促進(jìn)5G移動(dòng)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)的融合，繼而提高社會(huì)的信息化、智能化水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 李婷，黃飛.淺析5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代[J].信息通信， 2018，190（10）：237-238.

[2] 胡梢華.淺談5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代[J].通訊世界，2019， 26（1）：63-64.

[3] 潘鋒.5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代初探[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2018，273（19）：128.

[4] 邱波.5G移動(dòng)通信支撐下的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)探討[J].西部皮革， 2019， （10）：71.

[5] 尤賀，崔展銘.5G移動(dòng)通信技術(shù)下的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代[J].中國(guó)科技信息，2017，（7）：26-27.